Funktionelle Charakterisierung bakterieller Typ III Effektoren in Pflanzen

• Antragsteller: Professor Dr. Frederik Börnke
• Fachliche Zuordnung: Organismische Interaktionen, chemische Ökologie und Mikrobiome pflanzlicher Systeme ; Biochemie und Biophysik der Pflanzen
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 250452489

Typ-III-Sekretionssysteme sind zentral für die Virulenz vieler gramnegativer pathogener Bakterien. Sie erlauben den direkten Transport bakterieller Virulenzproteine, der Effektoren, vom Bakterium in die Wirtszelle. Diese sog. Typ-III Effektorproteine (T3Es) wirken im eukaryontischen Kontext zur Förderung der Infektion des Wirts und des Wachstums des Pathogens. Die molekularen Mechanismen, durch welche die T3Es Wirtszellprozesse manipulieren, sind bisher nur für einzelne Effektorproteine verstanden. In Vorarbeiten konnten wir zeigen, dass der T3E HopZ1a des Phytopathogens Pseudomonas syringae mit einem bisher nicht näher charakterisierten Remorin innerhalb der Wirtszelle interagiert. Weitere Studien legen nahe, dass dieses Remorin mit der Immunkinase PBS1 einen Komplex bildet und von dieser spezifisch phosphoryliert wird. Als weitere Interaktionspartner des Remorins konnte die E3-Ubiquitin Ligase SINA4 identifiziert werden. Überexpression des Remorins in Pflanzen führt zur Induktion von Abwehrgenen und erhöht die Produktion reaktiver Sauerstoffspezies nach Pathogenerkennung. Die bisher erhaltenen Daten führen zu der Hypothese, dass das Remorin im Komplex mit weiteren Komponenten der induzierten Abwehr assoziiert ist und der T3E HopZ1a mit dessen Funktion interferiert um induzierte Abwehrantworten zu unterdrücken. Außerdem konnten wir zeigen, dass der T3E XopS aus Xanthomonas campestris pv. vesicatoria mit dem Transkriptionsfaktor WRKY40 und einer E3-Ubiquitin Ligase im pflanzlichen Zellkern interagiert. Die E3-Ubiquitin Ligase selbst interagiert auch mit WRKY40 und kann diesen in vitro ubiquitinieren. WRKY40 unterliegt einem schnellen proteasomalen Abbau, der durch die Anwesenheit von XopS unterbunden wird. Im Rahmen des Projektes soll untersucht werden welcher biochemische Mechanismus der Stabilisierung von WRKY40 durch XopS zugrunde liegt und wie dies zur Unterdrückung von Abwehrantworten führt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen